第3节 胶体溶液课件

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1、第三节第三节 胶体溶液胶体溶液一、一、基本概念基本概念 分散系分散系：一种或几种物质分散在另一种物质中：一种或几种物质分散在另一种物质中所形成的系统。所形成的系统。分散相：被分散的物质。分散相：被分散的物质。分散介质：容纳分散相的物质。分散介质：容纳分散相的物质。相：指体系中物理性质和化学性质完全相同的相：指体系中物理性质和化学性质完全相同的均匀部分。均匀部分。 界面：相与相之间的接触面。界面：相与相之间的接触面。油水油水泥水泥水NaClNaCl溶液溶液分散介质分散介质分散相分散相分散系分散系Na+和和Cl-小土粒小土粒小油滴小油滴 水水水水 水水举例举例细小的细小的水滴水滴分散分散在在空气空

2、气中形成的中形成的云雾云雾CO2分散在分散在水水中形成的汽水中形成的汽水二、分类二、分类以分散质直径分以分散质直径分 1、1nm 分子分散体系分子分散体系-真溶液真溶液2、1nm100nm 粗分散体系粗分散体系（1）悬浊液）悬浊液（2）乳浊液）乳浊液 分子分散系也称溶液。通常所说的溶液是指液态溶液，常把分散相称为溶质，把分散介质称为溶剂。 胶体分散系又可分为溶胶和高分子溶液。 溶胶的分散相粒子是由许多小分子或小离子聚集而成，溶胶是高度分散的非均相系统，较不稳定。 高分子溶液的分散相粒子是单个大分子或大离子，高分子溶液很稳定，属于均相系统。 粗分散系包括悬浊液和乳浊液。 悬浊液是固体小颗粒分散在

3、液体介质中形成的粗分散系。 乳浊液是液体小液滴分散在另一种液体中形成的粗分散系。二、分散系统及其分类分散相粒子大小分散相粒子大小 (直径直径)分散分散相相性质性质 实 例1nm分子分散分子分散系系分子分散分子分散体系体系（真溶液）（真溶液）原原子子、离离 子子或或 分分子子均相，热力学稳定体系均相，热力学稳定体系扩扩散散快快，透透滤滤纸纸和和半半透透膜膜生理盐水、葡 萄 糖 溶液 1100nm胶胶体体分分散散系系高分子高分子溶液溶液大大 分分子子均相，热力学稳定体系均相，热力学稳定体系扩扩散散慢慢，透透滤滤纸纸不不透透半半透膜透膜蛋 白 质 溶液 、 核 酸溶液溶胶溶胶胶胶 粒粒（原原子子或或

4、分分子子的的聚聚集集体体）非非均均相相，热热力力学学不不稳稳定定体体系系，扩扩散散慢慢，透透滤滤纸纸不透半透膜不透半透膜氢 氧 化 铁溶 胶 、 硫化砷溶胶 100nm粗分散体粗分散体系系乳状液乳状液悬浮液悬浮液粗粗 颗颗粒粒非非均均相相，热热力力学学不不稳稳定定体体系系不不透透滤滤纸纸和和不不透透半半透膜透膜泥 浆 、 牛奶分散介质分散相名 称实 例气体液体气溶胶雾气体固体气溶胶烟液体气体泡沫肥皂水泡沫液体液体乳状液牛奶液体固体溶胶、悬浮液油漆，氢氧化铁溶胶固体气体固体泡沫馒头、泡沫塑料固体液体凝胶果冻、珍珠固体固体固溶胶有色玻璃多相分散体系 以分散相和分散介质的聚集状态分以分散相和分散介质

5、的聚集状态分三、溶胶的制备与净化 1分散法 （1）研磨法是用胶体磨把大颗粒固体磨细，在研磨的同时加入稳定剂。工业用的胶体石墨、颜料、医用硫溶胶等都是用胶体研磨制成的。 （2）胶溶法是一种使暂时凝集起来的分散相又重新分散的方法。把新生成的沉淀洗涤后，加入少量的稳定剂，经过搅拌，沉淀就重新分散而形成溶胶。 （3）超声波分散法：用超声波所产生的能量来进行分散作用。 （一）溶胶的制备2凝集法 化学凝集法是利用化学反应使产物凝集而形成溶胶。在溶液中进行的复分解、水解、氧化还原等反应，只要有一种产物的溶解度较小，就可以控制反应条件使该产物凝集而得到溶胶。 一般来说，在制备溶胶时，反应物的浓度要比较稀，反应

6、物混合要比较缓慢，其中的一种反应物要稍有过量。 （二）溶胶的净化 常用的净化方法是将溶胶与纯溶剂用半透膜隔开，溶胶中的电解质和杂质的分子、离子可透过半透膜进入溶剂，而胶粒不能透过半透膜，不断更换溶剂，可将电解质和杂质除去。这种利用半透膜净化溶胶的方法称为渗析。但渗析通常过慢，为加快速度，可在两侧施加电场，促使电解质迁移加快，这称为电渗析法(一）溶胶的光学性质1 1丁泽尔 现象 1869 年，英国物理学家丁泽尔发现：在暗室中让一束会聚的光通过溶胶，在与光束垂直的方向上可以看到一个圆锥形光柱，这种现象就称为丁泽尔 现象。溶胶的分散相粒子的直径在 1100 nm之 间 ， 小 于 可 见 光 的 波

7、 长（400760 nm)，因此当光通过溶胶时发生明显的散射作用，产生丁泽尔 现象。 四、 溶胶的性质 丁泽尔 现象CuSO4溶液溶液Fe(OH)3胶体胶体2.丁泽尔现象产生的原因：现象产生的原因：吸收：取决于化学组成吸收：取决于化学组成 透射：粒径透射：粒径 波长波长散射：粒径散射：粒径 波长波长真溶液真溶液粗分散粗分散溶胶溶胶透明透明有色有色(补色补色)混浊混浊乳光乳光透射透射吸收吸收反射反射散射散射 1. 布朗 运动 溶胶的分散相粒子在分散介质中不停地做不规则的折线运动，这种运动称为布朗运动。 （二）溶胶的动力学性质 胶粒的 Brown 运动是由于胶粒受到处于不停运动的分散介质分子撞击，

8、 其合力不为零而引起的。1.1.电泳现象电泳现象 在电场的作用下，在电场的作用下，带电带电胶粒胶粒在分散在分散介质中的定向介质中的定向移动称为移动称为电泳电泳 。电泳现象证明了电泳现象证明了胶体粒子胶体粒子带有电荷。带有电荷。记住：记住：Fe(OH)Fe(OH)3 3胶体粒子带正电荷，硅胶体粒子带正电荷，硅酸酸(H(H2 2SiOSiO4 4) )胶体粒子、土壤胶体粒子带胶体粒子、土壤胶体粒子带负电荷，淀粉胶体粒子、蛋白质胶体负电荷，淀粉胶体粒子、蛋白质胶体粒子不带电荷。粒子不带电荷。 （三）溶胶的电学性质 2电渗：电渗： 在外电场作用下，液体介质通过多孔膜向与在外电场作用下，液体介质通过多孔

9、膜向与 其所带电荷相反的电极方向定向移动的现象。其所带电荷相反的电极方向定向移动的现象。分散介质带正电分散介质带正电 +泥土泥土半透膜半透膜 电泳电泳电渗渗 定义定义在在电电场场作作用用下下，带带电电胶粒在介质中运动胶粒在介质中运动在外电场作用下，分在外电场作用下，分散介质的定向移动散介质的定向移动 移动物质移动物质胶粒（分散相）胶粒（分散相）介质介质 移动方向移动方向 胶胶粒粒带带负负电电，称称为为负负溶胶，向正极迁移；溶胶，向正极迁移；介质带正电，向负极介质带正电，向负极迁移迁移结论结论胶粒带电胶粒带电介质带电介质带电总结：总结： 四、胶体粒子的带电性1胶粒带电原因胶粒带电原因 胶粒的选择

10、性吸附：胶粒的选择性吸附：选择性地吸附分散选择性地吸附分散 系统中与其组成类似的离子系统中与其组成类似的离子。 例如：制例如：制备AgI溶胶：溶胶：AgNO3 + KI AgI(溶胶溶胶)+ KNO3 若若KI过量，则优先吸附过量，则优先吸附I-，因而带负电因而带负电若若AgNO3过过量量，则则优优先先吸吸附附Ag+，因因而而带带正正电电 胶核表面分子的离解胶核表面分子的离解 硅酸溶胶的胶粒由许多硅酸溶胶的胶粒由许多xSiO2 yH2O分子组成，分子组成，其表面：其表面： SiO2 H2O H2SiO3 H2SiO3 + H+ + H+胶团结构式：胶团结构式： (胶核胶核)m n定位离子定位离

11、子 （nx）内反离子）内反离子x+ x外反离子外反离子定位离子定位离子 滑动面滑动面 胶核胶核 紧密层紧密层 分散层分散层胶粒胶粒 胶团胶团 反离子反离子 胶团表面胶团表面 2 2 胶体结构：胶体结构：2胶粒的双电层结构胶粒的双电层结构2胶粒的双电层结构胶粒的双电层结构例1：AgNO3 + KIKNO3 + AgI 过量的 KI 作稳定剂 胶团的结构表达式 ： (AgI)m n I (n-x)K+x xK+ |_| |_|胶核胶粒胶团胶团的图示式：2胶粒的双电层结构胶粒的双电层结构例2：AgNO3 + KIKNO3 + AgI 过量的 AgNO3 作稳定剂 胶团的结构表达式： (AgI)m n

12、 Ag+ (n-x)NO3x+ x NO3 |_|_|胶核胶粒胶团胶团的图示式：2胶粒的双电层结构胶粒的双电层结构胶团结构分析：氢氧化铁胶体胶团结构分析：氢氧化铁胶体 Fe(OH)3m nFeO+(n-x)Cl- x+ xCl-五、溶胶的稳定与聚沉 胶体是热力学不稳定的介稳体系，但具有动力胶体是热力学不稳定的介稳体系，但具有动力学稳定性。学稳定性。 1. 稳定原因：稳定原因：胶粒带电胶粒带电胶粒表面溶剂化膜的保护作用胶粒表面溶剂化膜的保护作用 动力学稳定性动力学稳定性布朗运动布朗运动 2. 溶胶的聚沉溶胶的聚沉 (胶粒从介质中析出的现象胶粒从介质中析出的现象)(1) 电解质的聚沉作用电解质的聚

13、沉作用 聚沉原理：聚沉原理： 加电解质，迫使反离子更多进入紧密层，加电解质，迫使反离子更多进入紧密层， 分散层变薄，分散层变薄， 稳定性稳定性Cl-离子围绕离子围绕Fe(OH)3胶粒胶粒 聚沉值聚沉值 使一定量溶胶在一定时间内发生聚沉使一定量溶胶在一定时间内发生聚沉 所需电解质的最小浓度。所需电解质的最小浓度。 单位：单位：mmolL-1 M， 聚沉能力聚沉能力 电解质对溶胶的聚沉规律为： （1）电解质对溶胶的聚沉作用，主要是由与胶粒带相反电荷的离子（反离子）引起的。反离子所带电荷越多，其聚沉能力越大，聚沉值就越小。 （2）同离子对聚沉的影响。当反离子相同时，同离子价数越高，聚沉能力越弱。 如

14、: KNO3K2SO4K4Fe(CN)6 （3）带相同电荷的离子的聚沉能力虽然接近，但也略有不同。对负溶胶来说，其聚沉能力的相对大小为： Cs+Rb+K+Na+Li+ 对正溶胶来说，其聚沉能力的相对大小为： Cl- -Br- -NO3I- -2溶胶的相互聚沉作用 将胶粒带相反电荷的两种溶胶混合，也会产生聚沉现象。与电解质的聚沉作用不同的是，只有当两种溶胶的胶粒所带电荷完全中和时，才会完全聚沉；否则，可能聚沉不完全，甚至不聚沉。例1:在PHNa2 SO4 NaCl MgCl2 六、高分子溶液1.定义：高分子化合物是相对分子质量大于10000的化合物。也称为高聚物。 2.分类 （1）天然高分子：蛋白质、多糖等 （2）人工合成：聚乙烯等 3.性质：稳定的单相系统，不能透过半透膜。